趙金龍，黃　弘，李　聰，王建軍

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基于事件鏈的罐區(qū)定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

趙金龍，黃弘，李聰，王建軍

（清華大學(xué)工物系/公共安全研究院，北京 100084）

摘要:罐區(qū)儲(chǔ)罐相對(duì)集中，發(fā)生事故后容易產(chǎn)生連鎖效應(yīng)，引發(fā)災(zāi)害性后果。本文根據(jù)儲(chǔ)罐事故的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，將事件鏈效應(yīng)引入罐區(qū)定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，建立了基于事件鏈的罐區(qū)定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。該方法以罐區(qū)中實(shí)際可能發(fā)生的事故場(chǎng)景作為風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算依據(jù)，定量計(jì)算了罐區(qū)個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，利用個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)判定準(zhǔn)則，對(duì)事故場(chǎng)景數(shù)目進(jìn)行了有效的篩選，避免冗長(zhǎng)、復(fù)雜的計(jì)算。最后，以某罐區(qū)雷擊事件鏈為例，探討了事件鏈效應(yīng)對(duì)罐區(qū)風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果的影響。得出:在考慮事件鏈的條件下，罐區(qū)風(fēng)險(xiǎn)明顯增加，需要規(guī)劃改善的區(qū)域相應(yīng)擴(kuò)大。因此，對(duì)于大型罐區(qū)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與規(guī)劃，考慮事件鏈效應(yīng)是十分必要的。

關(guān)鍵詞:儲(chǔ)罐區(qū)；事件鏈效應(yīng)；定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)；社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)

引 言

油品儲(chǔ)備直接關(guān)系到國(guó)家能源戰(zhàn)略安全。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó)先后在沿海地區(qū)建設(shè)了多座油品儲(chǔ)罐區(qū)，如鎮(zhèn)海罐區(qū)、寧波罐區(qū)等。由于缺少合理的土地規(guī)劃以及適當(dāng)?shù)亩匡L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，造成已建或者在建罐區(qū)潛在風(fēng)險(xiǎn)巨大[1]。2006年7月國(guó)家環(huán)?？偩峙挪榱?555個(gè)化工石化項(xiàng)目，結(jié)果表明81%的建設(shè)項(xiàng)目位于江河流域、人口密集區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)域，45%為重大風(fēng)險(xiǎn)源[2]。同時(shí)，新建罐區(qū)油品儲(chǔ)量巨大，儲(chǔ)罐相對(duì)集中，發(fā)生事故后容易發(fā)生連鎖效應(yīng)，引發(fā)災(zāi)害性后果，如2015年4月6日漳州古雷石化罐區(qū)大火，最初事故儲(chǔ)罐先后引燃了鄰近3個(gè)儲(chǔ)罐，并且罐區(qū)火災(zāi)反復(fù)復(fù)燃，持續(xù)了將近 3天，救災(zāi)過程導(dǎo)致6人受傷，被迫疏散周圍29096名群眾，造成了嚴(yán)重的社會(huì)影響[3]。因此，加強(qiáng)對(duì)儲(chǔ)罐區(qū)的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，尤其是針對(duì)罐區(qū)內(nèi)連鎖事故的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是十分必要的。本文根據(jù)儲(chǔ)罐事故的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，將事件鏈效應(yīng)引入到罐區(qū)定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，建立了基于事件鏈的罐區(qū)定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。同時(shí)，利用個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)判定準(zhǔn)則，對(duì)事故場(chǎng)景數(shù)目進(jìn)行了有效的篩選，避免冗長(zhǎng)、復(fù)雜的計(jì)算。最后，以某罐區(qū)雷擊事件鏈為例，探討了事件鏈效應(yīng)對(duì)罐區(qū)風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果的影響。

1　事件鏈概念

本文將某一始發(fā)事件發(fā)生后，引發(fā)了一系列次生、衍生事件的現(xiàn)象定義為事件鏈[4]?；谑录湹娘L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是以初始事故作為事件鏈的起始端點(diǎn)，研究事故發(fā)展過程中的擴(kuò)展事故，確定出可能形成的事故場(chǎng)景，針對(duì)事故發(fā)生場(chǎng)景及發(fā)生概率，定量計(jì)算罐區(qū)風(fēng)險(xiǎn)值，并以此制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理方案[5]。其中，罐區(qū)初始事故是指罐區(qū)最初發(fā)生的事故，通常以單一儲(chǔ)罐事故作為初始事故；擴(kuò)展事故是指初始事故發(fā)生后，鄰近儲(chǔ)罐在危險(xiǎn)有害因素作用下發(fā)生失效的事故[6]；罐區(qū)事故場(chǎng)景指罐區(qū)所有儲(chǔ)罐可能發(fā)生事故的組合情況[7]。

2　罐區(qū)事件鏈分析評(píng)估流程

基于事件鏈風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重點(diǎn)在于確定事件鏈中的始發(fā)事故以及擴(kuò)展事故之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。在具體分析中可以分為幾個(gè)部分:確定始發(fā)事故、明確擴(kuò)展事故、選擇有效事故場(chǎng)景和罐區(qū)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，具體流程見圖1。

2.1 確定分析始發(fā)事故

在基于事件鏈的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程中，首先需要確定儲(chǔ)罐始發(fā)事故的類型，并計(jì)算該始發(fā)事故發(fā)生的概率。

Abdolhamidzadeh等[8]對(duì)224起化工連鎖事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出爆炸作為初始事故占總連鎖事故數(shù)目的57%，火災(zāi)占總事故數(shù)目的43%。本文對(duì)上述224起事故進(jìn)一步分類，不考慮運(yùn)輸和處理加工過程中儲(chǔ)罐事故，獲得54起罐區(qū)事故，其中火災(zāi)作為初始事故占 46.3%，儲(chǔ)罐爆炸作為初始事故占38.9%，其余初始事故占14.8%。因此，本文重點(diǎn)考慮火災(zāi)和爆炸作為罐區(qū)的始發(fā)事故。

圖1　罐區(qū)事件鏈的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程Fig.1 Flow diagram of procedure used for quantitative assessment of risk based on event-chain

針對(duì)始發(fā)事故發(fā)生的概率，Chang等[9]對(duì)發(fā)生在1960～2003年的242起儲(chǔ)罐事故發(fā)生原因進(jìn)行了分析，繪制了罐區(qū)事故魚刺圖，圖中列出了8大類導(dǎo)致罐區(qū)事故的原因，具體細(xì)分為52種。根據(jù)罐區(qū)事故魚刺圖，結(jié)合事件樹分析即可求得初始事故的發(fā)生概率。同時(shí)，針對(duì)部分特定原因造成的儲(chǔ)罐破壞，國(guó)外學(xué)者建立了相關(guān)的定量計(jì)算模型，如Salzano等[10-11]建立了儲(chǔ)罐破壞程度與峰值加速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系和概率計(jì)算模型，Necci等[12-13]建立了雷擊和洪水作用下儲(chǔ)罐失效的概率模型。

2.2 事故擴(kuò)展概率模型

罐區(qū)發(fā)生火災(zāi)或爆炸等始發(fā)事故后，產(chǎn)生危險(xiǎn)因素主要為輻射和爆炸沖擊波。輻射和沖擊波分布可以分別依據(jù)池火模型和 TNO模型計(jì)算求得，具體可參考美國(guó)消防指導(dǎo)手冊(cè)（SFPE）和法國(guó)黃皮書（Yellow Book）等[14-15]。

始發(fā)事故發(fā)生后，鄰近儲(chǔ)罐在危險(xiǎn)因素作用下，失效概率增加，引發(fā)連鎖事故。連鎖事故擴(kuò)展過程中，各類有害因素相互耦合，機(jī)理相對(duì)復(fù)雜。Cozzani等[6]根據(jù)大量的連鎖事故案例，統(tǒng)計(jì)分析得出失效概率模型。

其中，P(j|i)代表儲(chǔ)罐i發(fā)生事故后儲(chǔ)罐j失效概率；中間變量Y計(jì)算方法見表1。

該模型以導(dǎo)致事故擴(kuò)展的熱輻射、沖擊波、爆炸碎片等危險(xiǎn)因素作為分析依據(jù)，經(jīng)過驗(yàn)證能夠很好地預(yù)測(cè)事故擴(kuò)展概率，并且相對(duì)簡(jiǎn)單，因此得到了廣泛的應(yīng)用，如 Cozzani等[16-18]、季學(xué)偉等[4]利用了該模型對(duì)化工園區(qū)的連鎖事故進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。本文也基于該模型對(duì)事故擴(kuò)展進(jìn)行定量計(jì)算。

表1　事故擴(kuò)展失效概率模型參數(shù)Y[6]Table 1 Models for escalation probability used for event-chain

2.3 有效事故場(chǎng)景篩選

對(duì)于大型罐區(qū)，初始事故發(fā)生后，罐區(qū)內(nèi)儲(chǔ)罐相對(duì)較多，形成的事故場(chǎng)景數(shù)可達(dá) 2n（n為儲(chǔ)罐數(shù)量），因此需要一種簡(jiǎn)單有效地篩選方法，確定出罐區(qū)內(nèi)有效的事故場(chǎng)景。儲(chǔ)罐i（i為儲(chǔ)罐編號(hào)）發(fā)生事故后，事故場(chǎng)景S的發(fā)生概率為

其中，k為事故場(chǎng)景S中儲(chǔ)罐失效數(shù)目，j為在始發(fā)事故影響下發(fā)生事故的儲(chǔ)罐編號(hào)；fi為始發(fā)事故的發(fā)生概率。對(duì)罐區(qū)定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，通常以個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)作為衡量風(fēng)險(xiǎn)大小的指標(biāo)，并且部分國(guó)家給出了相關(guān)判斷標(biāo)準(zhǔn)，見表 2[19]。本文以荷蘭個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)的容忍風(fēng)險(xiǎn)值作為篩選有效場(chǎng)景的準(zhǔn)則，即事故場(chǎng)景發(fā)生概率小于10-6時(shí)，即看作無(wú)效事故場(chǎng)景。通過該篩選準(zhǔn)則可減少大量事故場(chǎng)景，避免復(fù)雜、冗長(zhǎng)的計(jì)算。

2.4 風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算

個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)是指長(zhǎng)期出現(xiàn)在某一特定位置且未受保護(hù)的個(gè)體由于災(zāi)害的發(fā)生而導(dǎo)致死亡的概率；

表3　不同國(guó)家或地區(qū)對(duì)個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)可接受標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Individual risk acceptance criteria for different countries or regions

社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)是指園區(qū)內(nèi)任何大于或等于特定人數(shù)死亡的事件發(fā)生的概率[19]。人員暴露在不同有害因素環(huán)境中，受到的傷害不同。國(guó)外學(xué)者根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)得出了在不同熱輻射和爆炸沖擊波作用下，人員死亡的概率為

其中，Y為中間變量，計(jì)算過程見表3。

表3　人員脆弱性模型[20]Table 3 Models for human vulnerability[20]

針對(duì)不同事故場(chǎng)景，危險(xiǎn)有害因素可分為瞬時(shí)危險(xiǎn)有害因素和持續(xù)性危險(xiǎn)有害因素，在罐區(qū)事故中分別對(duì)應(yīng)了沖擊波和熱輻射。

熱輻射作用導(dǎo)致人員死亡的風(fēng)險(xiǎn)

爆炸沖擊波導(dǎo)致人員傷亡的風(fēng)險(xiǎn)

罐區(qū)最終的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算表達(dá)式為

社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)是評(píng)價(jià)罐區(qū)合理性的一個(gè)重要指標(biāo)。Jonkman等[21]給出了相關(guān)計(jì)算公式

其中，ρ(x,y)表示罐區(qū)內(nèi)某區(qū)域的人員密度。對(duì)定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，部分國(guó)家給出了個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)判斷標(biāo)準(zhǔn)，見表 2[19]。其中，荷蘭提出的風(fēng)險(xiǎn)接受水平得到了國(guó)際上普遍的認(rèn)可。本文采用該標(biāo)準(zhǔn)作為衡量風(fēng)險(xiǎn)大小的判定依據(jù)。

圖2　社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)圖Fig.2 Map of social risk assessment criteria

對(duì)社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)，荷蘭相關(guān)部門明確要求

其中，1-FN(X)表示死亡人數(shù)超過X人的累積概率。對(duì)?；反鎯?chǔ)裝置，規(guī)范中選取n=1,C=10-2定義為風(fēng)險(xiǎn)中性區(qū)域；規(guī)范中選取n=2,C=10-2定義為風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避區(qū)域[21]。社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)通常以F-N曲線來(lái)表示，具體見圖2。

3　事件鏈案例研究與討論

選擇某一罐區(qū)單元作為研究對(duì)象，分布見圖3，分析雷擊導(dǎo)致的罐區(qū)風(fēng)險(xiǎn)。儲(chǔ)罐類型為浮頂儲(chǔ)罐，直徑為32 m，高25 m，承裝油品為汽油，燃燒熱值為4.6×107 J·kg-1，該地的年雷暴平日數(shù)為25 d，人口密度為0.01人·m-2，人員暴露時(shí)間為10 s。儲(chǔ)罐的相對(duì)位置參數(shù)見表 4。在算例中，分別以每個(gè)浮頂儲(chǔ)罐的全表面火災(zāi)作為罐區(qū)始發(fā)事故。

圖3　某罐區(qū)儲(chǔ)罐分布圖Fig.3 Distribution of storage tanks

表4　儲(chǔ)罐的相對(duì)位置參數(shù)Table 4 Relative coordinates of the tanks

根據(jù)雷擊儲(chǔ)罐的特點(diǎn)，結(jié)合事故擴(kuò)展規(guī)律，繪制罐區(qū)雷擊事件鏈，見圖 4。通過計(jì)算事件鏈中節(jié)點(diǎn)發(fā)生的概率，得出由于雷擊導(dǎo)致的罐區(qū)個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)。

圖4　罐區(qū)雷擊事件鏈?zhǔn)疽鈭DFig.4 Lighting event-chain of the storage tank areas

首先，雷擊導(dǎo)致的始發(fā)事故發(fā)生概率fi可通過式(9) 計(jì)算得出

式中，ND每年儲(chǔ)罐遭到雷擊的頻率；P為儲(chǔ)罐遭遇雷擊后發(fā)生火災(zāi)概率。

國(guó)際電工委員會(huì)提出的 IEC 62305—2給出了ND計(jì)算公式[22]

其中，CD為儲(chǔ)罐位置因子，取值為0.5；NG為雷擊大地密度，結(jié)合當(dāng)?shù)乩妆┤諗?shù)取值為 2.5；AD為儲(chǔ)罐對(duì)雷電截收的有效面積

式中，D為儲(chǔ)罐直徑，H為儲(chǔ)罐高度。

儲(chǔ)罐遭到雷擊引發(fā)火災(zāi)的概率，由式(12)[23]計(jì)算

其中，I為儲(chǔ)罐導(dǎo)電片的臨界電流，取值0.04 kA。

罐區(qū)火災(zāi)發(fā)生后，可根據(jù)池火模型計(jì)算不同位置處的輻射強(qiáng)度[14-15]

式中，E為火焰表面發(fā)射率，kW·m-2; τ為大氣透射率，取值1；F12為角系數(shù)，在火焰形狀一定條件下，該值取決于目標(biāo)物體到火焰的距離。其中，E和F12的詳細(xì)計(jì)算過程可參考SFPE中第11節(jié)[14]。

3.1 以儲(chǔ)罐1作為初始事故儲(chǔ)罐

根據(jù)式（9），得出Tank 1遭到雷擊并發(fā)生池火的概率（f1）為0.0153次·年-1。儲(chǔ)罐 1發(fā)生全表面火災(zāi)后，根據(jù)池火模型，計(jì)算得出罐區(qū)內(nèi)熱輻射的分布。結(jié)合式（1），得出鄰近儲(chǔ)罐失效的概率，計(jì)算結(jié)果見表5。

表5　儲(chǔ)罐1發(fā)生火災(zāi)后鄰近儲(chǔ)罐發(fā)生事故概率Table 5 Failure probability of surrounded tanks under Tank 1 with a full surface fire

通過表5得出，儲(chǔ)罐1發(fā)生全表面火災(zāi)后，儲(chǔ)罐2和3與儲(chǔ)罐1的距離最近，發(fā)生失效的概率相對(duì)其他儲(chǔ)罐較大，計(jì)算結(jié)果符合實(shí)際情況。然后以周圍儲(chǔ)罐失效概率為基礎(chǔ)，可得出不同的事故場(chǎng)景和相應(yīng)場(chǎng)景發(fā)生的概率，見表6。

根據(jù)表6看出，場(chǎng)景2、3、5發(fā)生概率大于10—5，同時(shí)傷亡人數(shù)大于最初的事故場(chǎng)景 1，說(shuō)明罐區(qū)擴(kuò)展事故造成的風(fēng)險(xiǎn)不可忽略，需要考慮。根據(jù)不同事故場(chǎng)景及發(fā)生的概率，可以得出:在不考慮事件鏈的條件下，會(huì)忽略很多對(duì)罐區(qū)風(fēng)險(xiǎn)影響較大的事故場(chǎng)景，造成風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算值與實(shí)際值存在較大偏差。為了直觀分析事件鏈效應(yīng)對(duì)罐區(qū)風(fēng)險(xiǎn)分布的影響，本文對(duì)比了儲(chǔ)罐 1發(fā)生火災(zāi)后，是否考慮事件鏈效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)分布變化。

表6　儲(chǔ)罐1發(fā)生火災(zāi)可導(dǎo)致的事故場(chǎng)景Table 6 Possible accident scenarios under Tank 1 with a full surface fire

根據(jù)個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)值大小，將罐區(qū)分為死亡區(qū)（IR>10-2）、不可接受區(qū)域（10-5

通過對(duì)比圖5和圖6的風(fēng)險(xiǎn)分布變化，可得出:在考慮事件鏈的條件下，不可接受區(qū)域面積擴(kuò)大了將近一倍，同時(shí)風(fēng)險(xiǎn)規(guī)劃區(qū)域面積明顯增加。因此，在不考慮事件鏈的條件下，風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算結(jié)果與實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)分布偏差很大，直接影響到罐區(qū)內(nèi)重要裝置的布置。

圖5　不考慮事件鏈儲(chǔ)罐1造成的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)分布Fig.5 Individual risk distribution of Tank 1 without considering event-chain

圖6　考慮事件鏈儲(chǔ)罐1造成的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)分布Fig.6 Individual risk distribution of Tank 1 with considering event-chain

3.2 以儲(chǔ)罐3作為初始事故儲(chǔ)罐

儲(chǔ)罐3相對(duì)儲(chǔ)罐1，周圍儲(chǔ)罐相對(duì)密集，風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較大。根據(jù)式（9）儲(chǔ)罐 3遭到雷擊的頻率是0.0153次·年-1。表7列出了在儲(chǔ)罐3發(fā)生事故后，鄰近儲(chǔ)罐發(fā)生破壞的概率。儲(chǔ)罐3發(fā)生火災(zāi)后，可形成的事故場(chǎng)景見表8。

表7　儲(chǔ)罐3發(fā)生火災(zāi)后鄰近儲(chǔ)罐發(fā)生事故概率Table 7 Failure probability of surrounded tanks under Tank 3 with a full surface fire

根據(jù)表6與表8比較分析，得出儲(chǔ)罐之間距離越近，數(shù)量越多，形成的有效事故場(chǎng)景數(shù)量越大，事件鏈效應(yīng)相對(duì)明顯。圖7和圖8分別繪制了Tank 3發(fā)生火災(zāi)后是否考慮事件鏈效應(yīng)的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)分布對(duì)比圖。根據(jù)圖7和圖8風(fēng)險(xiǎn)分布變化，可以得出，考慮事件鏈效應(yīng)時(shí)，罐區(qū)實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)增加，尤其是不可接受區(qū)域面積明顯擴(kuò)大。

圖7　不考慮事件鏈效應(yīng)Tank 3造成的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)Fig.7 Individual risk distribution of Tank 3 without considering event-chain

3.3 罐區(qū)雷擊風(fēng)險(xiǎn)分析

罐區(qū)雷擊風(fēng)險(xiǎn)分析依次以單個(gè)儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)作為初始事故，分析和篩選可形成的事故場(chǎng)景，根據(jù)有效事故場(chǎng)景計(jì)算整個(gè)單元內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)大小，其中計(jì)算中間步驟可按照3.1節(jié)和3.2節(jié)。本文對(duì)比是否考慮事件鏈的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)分布變化，見圖9、圖10。

圖8　考慮事件鏈效應(yīng)Tank 3造成的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)Fig.8 Individual risk distribution of Tank 3 with considering event-chain

圖9　不考慮事件鏈效應(yīng)的罐區(qū)雷擊個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)分布圖Fig.9 Individual risk distribution because of lighting based on traditional method

圖10　考慮事件鏈效應(yīng)的罐區(qū)雷擊個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)分布圖Fig.10 Individual risk distribution because of lighting based on event-chain method

通過圖9、圖10的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)分布圖，得出雷擊對(duì)于該地罐區(qū)影響較大，需要重點(diǎn)預(yù)防。對(duì)比風(fēng)險(xiǎn)規(guī)劃區(qū)域和不可接受區(qū)域的面積變化，說(shuō)明事件鏈效應(yīng)對(duì)于罐區(qū)影響十分明顯。對(duì)于重要控制裝置的布置如閥門等，應(yīng)該避免出現(xiàn)在不可接受區(qū)域內(nèi)。

基于個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)大小，結(jié)合罐區(qū)周邊人口密度，社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算結(jié)果見圖11。

結(jié)合社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)判斷曲線（圖 2），該罐區(qū)單元內(nèi)儲(chǔ)罐布置需要適當(dāng)調(diào)整或降低周圍人口密度，避免罐區(qū)社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避區(qū)域內(nèi)（紅線以上區(qū)域）。根據(jù)社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)圖，可以看出是否考慮事件鏈效應(yīng)對(duì)評(píng)估結(jié)果影響很大，需要重點(diǎn)關(guān)注。因此，對(duì)于大型罐區(qū)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，考慮儲(chǔ)罐之間的相互作用是十分必要的。

圖11　罐區(qū)社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)圖Fig.11 F-N societal risk curves obtained from analysis of storage tank areas

4　結(jié) 論

（1）基于事件鏈風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，考慮了罐區(qū)事故的動(dòng)態(tài)發(fā)展過程，符合事故發(fā)展的實(shí)際規(guī)律。同時(shí)，以事故場(chǎng)景作為定量風(fēng)險(xiǎn)分析的依據(jù)，結(jié)果符合實(shí)際。

（2）大型罐區(qū)儲(chǔ)罐數(shù)量多，相對(duì)密集，引入事件鏈效應(yīng)后，考慮了更多合理的事故場(chǎng)景，罐區(qū)風(fēng)險(xiǎn)明顯增加，需要重點(diǎn)規(guī)劃改善的區(qū)域擴(kuò)大。因此，在實(shí)際規(guī)劃中需要重點(diǎn)考慮事件鏈效應(yīng)。

（3）風(fēng)險(xiǎn)分析過程中引入了個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則，對(duì)事故場(chǎng)景進(jìn)行了有效的篩選，避免了冗長(zhǎng)、復(fù)雜的計(jì)算，使該方法能夠適用于大型儲(chǔ)罐區(qū)，擴(kuò)大了評(píng)估方法的應(yīng)用范圍。

符 號(hào) 說(shuō) 明

Ps——超壓值, kPa

q——熱輻射強(qiáng)度，kw·m-2

te——人員暴露時(shí)間，s

ttf——儲(chǔ)罐失效時(shí)間，s

V——儲(chǔ)罐容積，m-3

下角標(biāo)

e——單次爆炸沖擊波

ep——多次爆炸沖擊波

rd——熱輻射

total——總和

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2015-12-25收到初稿，2016-02-24收到修改稿。

聯(lián)系人:黃弘。第一作者:趙金龍（1988—），男，博士研究生。

Received date: 2015-12-25.

中圖分類號(hào):X 4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):0438—1157（2016）07—3084—07

DOI:10.11949/j.issn.0438-1157.20151908

基金項(xiàng)目:“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2015BAK12B01）；化學(xué)品安全控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題（10010104-15-ZC0613-0107）。

Corresponding author:Prof. HUANG hong, hhong@tsinghua.edu.cn supported by the National Key Technology Research and Development Program of the Ministry of Science and Technology of China (2015BAK12B01) and the State Key Laboratory of Safety and Control for Chemicals(10010104-15-ZC0613-0107).

Quantitative risk assessment in storage tank areas based on event-chains

ZHAO Jinlong, HUANG Hong, LI Cong, WANG Jianjun
(Institute of Physical Engineering/Institute of Public Safety Research, Tsinghua University, Beijing 100084, China)

Abstract:Large storage tank areas are easily involved into severe accidents because of event-chains. According to the accidental escalation’s law of tank accidents, the quantitative risk assessment method based on event-chains is developed. In the method, the individual risk (IR) and societal risk (SR) are calculated based on the practical accident scenarios that may occur because of event-chains. Moreover, the principals of individual risk are introduced to determine the effective scenarios, and thus many practical scenarios will be cut down. In the paper, the lightning event chain of tank areas is taken as an example. From the result, it can conclude that some common scenarios that have obvious effects are neglected and the calculated results are conservative by using the traditional method. Moreover, the planning areas enlarge obviously as the event chains are considered. Therefore, it is essential to consider the event chain especially for big tank areas.

Key words:tank areas; event-chain; quantitative risk assessment; individual risk; societal risk